西藏多龍銅多金屬礦集區構造及蝕變遙感信息提取

代晶晶，曲曉明

(1．中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京100083; 2．國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037)

西藏多龍銅多金屬礦集區構造及蝕變遙感信息提取

代晶晶1，2，曲曉明2

(1．中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京100083; 2．國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037)

本文選取RADARSAT2四極化雷達數據及ASTER多光譜遙感數據，通過對兩者的數據處理及聯合分析，提取了西藏多龍礦集區的構造格架和蝕變信息。理清區域環形構造為一個大的半圓形環狀構造里嵌套兩級小的環形構造;斷裂構造總體有三組:近東西向斷裂、北東向斷裂及北西向斷裂，組成菱形格架。通過對已知礦點、蝕變信息、巖體信息與構造信息之間的關系分析，得出構造與成礦之間關系密切，已知礦點及蝕變信息主要分布在斷裂交匯部位及斷裂密集區域，最后根據構造背景及蝕變信息預測了4處區域找礦靶區:鐵格隆區段、多不雜波龍區塊、地保那木崗區段、色那至賽角區段，目前這四個區塊均存在找礦線索。

多龍礦集區RADARSAT2ASTER地質構造蝕變信息

Dai Jing－jing，Qu Xiao－ming．Structural pattern and alteration information derived from remote sensing data and their significance for ore search in the Duolong copper－ore concentration area of Tibet［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0815－0822．

合成孔徑雷達作為一種主動微波遙感成像技術，具有全天時、全天候、穿透性強等特點，在巖性、地質構造探測以及構造帶控制下的金屬礦床探測等方面具有獨特的優勢。前人在運用雷達數據進行地質構造研究中所選用的雷達數據主要為單極化數據(范湘濤等，2000;徐凌等，2002;石火生等，2002;趙珍梅等，2007;荊燕等，2008;顏蕊等，2008)，單極化雷達數據由于僅具有一種極化模式，反映的雷達信息比較局限。近年來，隨著雷達衛星的發展，全極化、高分辨率雷達衛星數據的獲取成為可能。RADARSAT2是近年發射的一顆高級雷達衛星，它具有四極化工作模式，大大增加可識別地物或目標的類別，并且可為用戶提供高空間分辨率的雷達數據，是構造信息提取研究良好的數據源。另外，ASTER數據作為多光譜數據的典型代表，具有較高的波譜分辨率，可獲取3個可見光、6個短波紅外、5個熱紅外波段的數據，是蝕變巖提取的良好數據源，前人已有許多成功的研究案例(叢麗娟等，2007;張玉君等，2007;呂鳳軍等，2008;耿新霞等，2008)。西藏改則縣多龍礦集區是西藏班公湖－怒江成礦帶近幾年發現的較大的銅多金屬礦集區，前人對其地球化學特征、流體包裹體、蝕變等進行了相關研究(佘宏全等，2006;李光明等，2007;李金祥等，2008;代晶晶等，2010)，而對其構造特征、構造與成礦之間的聯系研究較少。本文在前人成礦研究的基礎上，運用RADARSAT2四極化雷達數據及ASTER多光譜數據，對研究區進行了構造信息及蝕變信息解譯及提取，從遙感角度更好的詮釋了整個礦集區構造、蝕變與成礦之間的聯系，這對于今后此地區開展找礦研究具有一定的借鑒意義。

1 研究區地質概況

西藏改則縣多龍銅多金屬礦集區位于班公湖－怒江成礦帶西段(圖1)，區內典型已知礦床為多不雜和波龍斑巖型銅礦，出露地層均為中侏羅統曲色組第一、二巖性段及下白堊統美日切錯組及第四系(如圖2)。其中中侏羅統曲色組第一巖性段(J2q1)為深灰色褐鐵礦化弱硅化粉砂質板巖夾變長石石英砂巖、灰巖條帶及透鏡體。中上部有花崗閃長斑巖、閃長玢巖出露、具孔雀石化、褐鐵礦化、硅化。中侏羅統曲色組第二巖性段(J2q2)為淺綠灰色、淺黃褐色薄至中厚層狀弱褐鐵礦化、弱硅化變長石石英砂巖，中部有花崗閃長斑巖出露、具孔雀石化、錳礦化、硅化，上部有褐紅色、褐灰色玄武質安山巖出露。下白堊統美日切組(K1m)為紫紅色安山質火山碎屑巖、安山玢巖。新近系中新統康托組(N1k)為棕紅色粘土及砂礫巖。第四系(Qh)為為殘坡積的松散砂碎石堆積及洪沖積的礫石、砂土等。區域侵入巖主要有花崗閃長斑巖、輝綠巖，其中多不雜礦區與波龍礦區的含礦斑巖均為花崗閃長斑巖。成礦時代為燕山期，成礦構造環境為碰撞后的區域性隆升構造環境。礦區內的礦化主要有孔雀石化、藍銅礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、錳礦化、輝銅礦化、褐鐵礦化。蝕變主要為硅化、絹云母化、鉀長石英化，斜長石化、綠泥石化、綠簾石化等。

圖1 多龍礦集區構造位置圖Fig．1 Map showing tectonic setting of the Duolong ore concentration area

2 數據源簡介

2．1 RADARSAT2

RADARSAT2是一顆搭載C波段傳感器的高分辨率商用雷達衛星，由加拿大太空署于2007年12月14日在哈薩克斯坦拜科努爾基地發射升空。RADARSAT2采用多極化工作模式，大大增加可識別地物或目標的類別，可提供3～100 m分辨率、幅寬從10～500 km范圍的雷達數據，在原有水平極化(HH)的基礎上增加了垂直極化(VV)和正交極化(HV或VH)，4種極化模式將提供全面的極化數值設定。RADARSAT2提供10種波束模式，包括2種高分辨率模式、3種極化模式、掃描增寬、大容量固態記錄儀，使運行更為靈活(吳軍虎等，1999;匡燕等，2007)。本文選用四極化精細模式產品，購買了研究區兩景RADARSAT2數據，具體技術參數如表1所示。

表1 RADARSAT2技術參數表Table1 Technical parameters of RADARSAT2

2．2 ASTER

圖2 多龍礦集區地質圖①Fig．2 Geological map of the Duolong ore concentration area①

ASTER是Earth Observing System TERRA AM－1平臺預定的重要有效載荷之一，屬于高級多光譜遙感成像。它有14個波段，波長范圍在0．52～0.86μm的三個可見光近紅外波段(VNIR)和波長范圍在1．6～2．43 μm的六個短波紅外波段(SWIR)同時觀測太陽反射輻射亮度，它們的空間分辨率分別是15 m和30 m;另外，波長范圍在8．125～11．65 μm內的五個熱紅外波段(TIR)觀測地表的發射輻射值，空間分辨率是90 m。本文購買了兩景ASTER數據，數據級別為L1B級，數據獲取時間為2002年3月31日。

3 數據處理

3．1 ASTER數據處理

星載成像遙感器實際上獲取的是太陽輻射通過大氣層之后的信息。因此，傳感器獲取的信息包括地物和大氣信息。為了定量分析地表參數，去除大氣影響是實現定量分析地表參數遙感研究的關鍵一步。FLAASH是由世界一流的光學成像研究所－波譜科學研究所(Spectral Sciences)在美國空氣動力實驗室支持下開發的大氣校正模塊，是目前精度最高的大氣輻射校正模型。本文對ASTER L1B級1～9波段數據采用ENVI軟件中FLAASH模塊完成大氣校正(李小娟等，2007;郝建亭等，2008)。經過FLAASH大氣矯正后的圖像，將兩景ASTER數據進行鑲嵌，并按照研究區域進行裁剪，然后選擇不同的波段組合進行彩色合成、比值增強、光譜角填圖處理等，提取蝕變巖體信息(代晶晶等，2010)(如圖3)。

圖3 ASTER468波段彩色合成及蝕變信息提取圖Fig．3 Map showing color composition of ASTER bands 4，6 and 8 and alteration information extraction

3．2 RADARSAT2數據處理

為了更好的解譯極化雷達數據，我們可以從極化雷達數據中提取目標的極化散射特性，其理論核心就是極化分解。地物目標的極化散射特性和其形狀結構等有著本質的聯系，可以反映目標的表面粗糙度、對稱性和取向等其他雷達參數不能提供的信息。極化分解的方法有很多種，最常用的有Pauli分解、Cloude分解、Hlm＆Barnes分解、Freeman－Durden分解等(王超等，2008)。本文主要利用雷達處理軟件Palsarpro對研究區全極化雷達數據進行處理，獲取四極化雷達數據的極化分解圖像，為研究區構造解譯提供數據支持。具體步驟為:首先分別讀取兩景RADASAT2原始數據，分別進行濾波及極化合成處理，本文選取的極化分解方法為Pauli分解。然后對于處理后的兩景極化合成數據進行鑲嵌，裁剪出研究區域，并將裁剪后的RADARSAT2數據與ASTER數據進行配準，使得兩類數據能夠對比分析，運用的幾何配準方法是多項式幾何校正，圖像選取點數為25個，誤差控制在3個象元之內，幾何校正結果良好，如圖4所示。

4 構造及巖體信息解譯

多極化雷達圖像從視覺效果上優于單極化雷達圖像;與光學圖像相比，它的立體視覺感更強，且具有光學圖像不具備的一些信息表達。基于多極化雷達數據及ASTER數據對多不雜地區構造和巖體信息進行了目視解譯，得到了以下認識:多不雜地區構造特征在圖象上表現非常特殊，遙感解譯的線性構造和環形構造是該區總體構造特征的反映。環形構造為一個大的半圓形環狀構造，半圓形里還可分出兩級小的半圓形以及小的環形構造，推斷可能存在深部大的巖漿房。斷裂構造非常發育，總體有三組:近東西向斷裂構造、北東向斷裂、北西向斷裂，其中近東西向斷裂構造延伸較長，為區域性的斷裂;北東向斷裂、北西向斷裂組成菱形狀格架，規模較近東西向斷裂小，為次級斷裂。遙感解譯的蝕變巖體信息主要分布在斷裂構造的交匯部位及斷裂構造較為密集的區域(圖5)。

5 構造與成礦分析

通過對成礦區巖體信息疊加，蝕變巖體主要出露于區域性大斷裂及旁側次級斷裂構造所控制的交匯部位，斷裂構造導致巖體的侵入并控制了巖體的展布。根據遙感解譯結果分析，斷裂構造為重要控礦因素之一，線性斷裂構成的菱形狀格架與環形構造的交切或截切部位是導巖或導礦的有利空間，控制巖體或次火山巖的形態、規模，火山－次火山巖所攜帶的氣－礦質熱液或巖漿礦質熱液或變質礦質熱液，在有利部位巖體的接觸帶上或者氣－液爆破沖擊力作用下使巖石破碎，再交代、充填形成礦體。綜上所述，區域上整體為斷裂構造－巖體控礦，礦質熱液是成礦的控礦因素。

圖4 RADADSAT2全極化數據極化分解圖Fig．4 RADADSAT2 quad－polari metric decomposition image

圖5 構造及蝕變信息解譯圖Fig．5 Interpretation of faults and alteration rocks based on remote sensing data

研究認為線性構造組合的菱塊構造代表成礦前的基底構造，多處于上升部位。環形構造，一般代表成礦時巖漿活動的特點，環的中心以及環線結點部位通常是火山機構的中心部位，成礦母巖形成的有利構造空間，該部位的巖體從物質成份、組構的差異性、分帶性、蝕變類型的復雜程度說明是多次活動所造成。環形構造一般代表幔源柱或成礦時巖漿活動的特點。當菱塊清楚，環形模糊時，說明蓋層構造存良好，成礦母巖(侵入巖)埋深較大，對中低溫熱液礦體形成有利。如果環形構造清楚，菱塊不明顯，表明侵入體已出露地表，蓋層已被剝蝕掉。當菱、環都清楚時，說明蓋層薄，巖體隱伏不深，是尋找多金屬礦體的有利地段。多不雜地區的特殊地質構造背景經比選大致存在四個有利找礦靶區。

(1)鐵格隆區段

從遙感圖象上該區塊位于鐵格山地區環形構造的環形構造中心部位內環，中酸性蝕變巖發育，火山機構發育，線性構造條數和交點數統計都處于高密度區(見圖5)，圖像特征非常明顯，可以說是屬于菱、環都清楚的區塊。目前鐵格隆的砂金礦點的物資來源主要是該地段，且有巖金礦化線索。

(2)多不雜波龍區塊

該區塊構造背景是在大的環形構造南段西翼(見圖5)，已知礦點與NE向、近EW向、NW向斷裂相關，并可見三個以上的火山機構以及蝕變巖體，環、線性構造都較清楚，線性構造發育，這種情況說明蓋層較薄，巖體隱伏不深，是尋找中低溫熱液型銅金礦的有利區塊之一，目前已經先后發現多不雜和波龍兩個大型銅礦體。

(3)地保那木崗區段

該區塊在遙感圖上反映蝕變巖發育，發育東西向斷裂，其次為NW向斷裂。環形構造表現較清楚，而菱形線性構造不清楚，這種情況表明侵入體已出露地表，蓋層已被剝蝕掉，在巖體周圍是尋找蝕變巖型金礦的有利地段。

(4)色那至賽角區段

該區塊處在鐵格山大型環狀構造的環緣上，從遙感解譯圖上(見圖5)，賽角處在外環上的兩組NE向和近SN向線性構造相交切的位置上、色那礦所處位置蝕變巖體發育，它們所處的環－線相交切的部位不清楚，說明蓋層構造保存完好，礦體埋藏較大，是中低溫熱液礦體形成的有利區塊之一。目前色那銅金礦就存在該區塊中，賽角也己發現有銅金礦化線索。

6 結論

隨著遙感數據的日益豐富，利用多源遙感數據進行區域構造研究及成礦分析是一種快速、有效、可行的方法，特別是多極化雷達數據對地表具有一定的穿透能力，且具有四種極化模式，可以揭示光學遙感數據所不能揭示的信息。本文基于ASTER多光譜數據和RADARSAT2全極化雷達數據，經過數據校正、數據增強、極化合成等處理，對多龍礦集區構造格架及蝕變巖體信息進行解譯，分析了該地區構造主要為環形構造和斷裂構造，通過蝕變巖體及構造格架分析，得出了該區構造對于成礦影響巨大的結論，并預測了該區的找礦靶區。但在研究過程中也存在一些問題:(1)多源遙感數據的合理選擇問題:目前四極化雷達數據有幾種，如RADARSAT2數據、ALOS PALSAR數據等。由于穿透波段、飛行角度等因素的影響，這幾種數據在構造信息提取中的應用效果也有所不同，在今后的應用過程中需要做對比試驗，以選擇最佳數據源。(2)區域物探及地質資料的輔助研究:物探信息對于區域構造信息也有很好的揭示作用，在今后的研究中可以結合物探和其他地質資料，以更好的揭示區域構造信息。

［注釋］

①西藏地質調查院．2008．1∶5萬西藏自治區改則縣多龍地區地質調查報告［R］．

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Structural Pattern and Alteration Information Derived from Remote Sensing Data and Their Significance for Ore Search in the Duolong Copper－Ore Concentration Area of Tibet

DAI Jing－jing1，2，QU Xiao－ming2
(1．Faculty of Earth Sciences，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing100083; 2．MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037)

In this paper，RADARSAT2 quad－polari metric data and ASTER multi－spectral data were processed and analyzed to extract structural pattern and alteration information in the Duolong copper ore concentration area of Tibet．The result shows that this region hosts a big semicircle，in which a second－order and third－order semicircle are embedded．The major faults can be classified into three groups in trends:nearly east－west，north－east and north－west，which constitute a rhombus pattern．Through the analysis of the known mineral deposits，alteration rocks information and structural information，it is demonstrated that the structure was one of the main controlling factors in the mineral forming process．The known mineral deposits and alteration information are mainly distributed in the intersection and areas with dense faults．Finally，according to the structure background and alteration rocks information of this area，four promising ore areas were predicted，including the Tiegelong area，Duobuza－Bolong area，Dibaonamugang area and Senan－Saijiao area，where ore－search clues have been found．

Duolong ore concentration area，RADARSAT2，ASTER，geological structures，alteration information

book=7,ebook=251

TP79

A

0495－5331(2012)04－0815－8

2011－12－19;

2012－4－1;［責任編輯］郝情情。

本文為國家科技支撐計劃重點項目(編號:2006BAB01A05)，中國地質調查工作項目(編號:212010818097)，中央級公益性科研院所基本科研業務費專項基金資助項目(編號:K1011)聯合資助的成果。

代晶晶(1982年－)，女，2007年畢業于中國科學院遙感應用研究所，獲碩士學位，在讀博士，助研，現主要從事遙感地質研究工作。E－mail::daijingjing863@sina．com。